برج خنک کننده چوبی دارای سازه و اسکلت از جنس چوب می باشد. ساخت کولینگ تاور چوبی در طول زمان به دلیل فرسایش بالا و نگرانی های زیست محیطی منسوخ شده است و امروزه از مواد جدیدی به نام فایبرگلاس در ساخت برج خنک کننده استفاده می شود. مراحل تغییر از برج خنک کن چوبی به مواد مقاوم تر سفر طولانی و هیجان انگیزی است که در ابتدا با ساخت و ساز با چوب درخت ماموت شروع شد. برج خنک کن چوبی در اشکال و انواع مختلف ساخته می شود .
ویژگی های برج خنک کننده چوبی
برج خنک کن چوبی
در ابتدا به دلیل مقاومت طبیعی چوب سرخ در برابر پوسیدگی، از آن برای ساخت برج خنک کننده چوبی استفاده شد. ولی به تدریج ذخیره چوب سرخ تقلیل یافت و سازندگان برج خنک کننده مجبور به استفاده از چوب داگلاس به جای چوب سرخ شدند. چوب داگلاس در حالیکه خیلی قوی تر از چوب سرخ است، اما در مقابل پوسیدگی بسیار ضعیف تر از چوب سرخ می باشد.
در طی این پروسه مخلوطی از اکسیدها طی واکنشی که به تشکیل پیوندهای حل نشدنی در آب می انجامید، به حل مشکلات پوسیدگی در کمک می کند. این روند می تواند مقادیر مختلف نگهدارنده را در سطوح مختلف فشار برای محافظت از چوب در برابر افزایش سطح حمله اعمال کرده و در نهایت باعث افزایش طول عمر چوب در مقابله با فرسایش شود.
نکات مهم نگهداری از برج های خنک کن چوبی
- نگهداری بدنه ی این برج ها در زمان توقف به خصوص در فصل تابستان حائز اهميت می باشد
- گرمای زياد باعث ترک خوردگی چوب ها می گردد؛ بنابراين آب پاشی قسمت چوبی برج ضروری است
- تنوره برج كه در بالاترين ارتفاع برج قرار گرفته و فن در آن بخش نصب شده است، نقش دودكش را ایفا می كند
چوب مخصوص کولینگ تاور چوبی
چوب های بکار رفته در یک برج خنک کننده باید دارای شرایط فیزیکی خاصی باشند تا ضمن خنک کردن آب داغ، بتوانند در برابر حرارت دائمی بالا و محیط پر رطوبت دوام مورد نیاز را داشته باشند. به طور طبیعی، چوب خام در شرایط محیطی ذکر شده، بیشتر از یکسال دوام نخواهد آورد و برای دام بیشتر نیاز به تعویض با چوب های جدید دارد که به طبع، هزینه های تعویض سنگینی را نیز با خود در پی خواهد داشت.
چوب بکار رفته در یک کولینگ تاور قبلاً باید در رآکتورهای خاصی و تحت خلاء از مایعات و روغن های سلولزی تخلیه شده قرار داده شود. سپس تحت فشار بالا، مواد معدنی خاصی به داخل آن تزریق می گردد که اصطلاحاً به آن، چوبی، چوب تیمار شده یا چوب اشباع شده می گویند. در این حالت، عمر مفید چوب بکار رفته در برج خنک کننده در صورتی که بصورت استاندارد و علمی اشباع شده باشد به بیش از 10 سال نیز می رسد.
به دلیل استفاده گسترده از چوب درختان به تدریج نگرانی های زیست محیطی در مورد کولینگ تاور چوبی آغاز شد. همچنین نگرانی در مورد مقاومت فرآیند اشباع شدن و ریسک از دست دادن مواد شیمیایی نگهدارنده چوب در تماس با جریان آب، در نهایت منجر به کنترل های سخت تر در صنعت و فرپیش از پرداختن به نحوه کارکرد (cooling tower)، بایستی بدانید که این دستگاه‌ها دارای یک ساختمان بتنی، فلزی، چوبی و یا با فایبرگلاس شكل هستند. برج خنک کننده در چیلر تراکمی برای سرمایش آب گرم صنعتی به صورت طبیعی یا مكانیكی طراحی و ساخته میشود.
درواقع چنانچه آبهای داغ صنعتی خنک نشوند، قابلیت استفاده مجدد در چرخه تولید را نخواهند داشت. بنابراین باید از آبهای جایگزین طبیعت استفاده شود که آسیبها را به محیط زیست افزایش می دهد!!. ازهمین رو آشنایی با نحوه کارکرد برج خنک کننده و چگونگی خنکسازی آبهای داغ صنعتی، بسیار پراهمیت است.
نحوه کار برج خنک کننده بدین صورت است که آب داغ وارد شده به سیستم کولینگ، توسط فن های دستگاه سرد میشوند. آب گرم از طریق لوله به بالای برج خنک کننده منتقل و از طریق آب پاشهایی که در بالای برج خنک کننده نصب گردیده، از بالا به پایین بر روی پکینگ ها (pp یا pvc) پاشیده میشود. با این کار سطح تماس بیشتری میتواند بین آب و هوا ایجاد شود. بطوریکه سطحی از آب داغ روی پکینگ تشکیل شده و از سوی دیگر، هوایی که توسط فن ها از درون لوورهای اطراف برج خنک کننده وارد میشود با آب برخورد میکند. درنتیجه خنکای هوا به آب منتقل میشود و خنکسازی انجام میشود.
انواع مکانیزم سیستم کولینگ
بسته به تناژ تبرید، اقلیم و نوع تبادل حرارت، مدلهای مختلفی از برجهای خنک کن تولید میشود. نحوه عملکرد هریک از برج های خنک کننده نیز مسلماَ میتواند متفاوت باشد. بنابراین در ادامه به بررسی اجمالی هریک از این مدلهای کولینگ تاور خواهیم پرداخت.
بطورکلی در برج خنک کننده آب گرم به طور مستقیم و یا غیرمستقیم در تماس با جریان هوای طبیعی یا مكانیكی قرارگرفته و گرمای آن به هوا منتقل میشود و برای مصرف بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.
نحوه عملکرد برج خنک کننده مدار باز
شیوه انتقال حرارت و تبادل گرمایی در کولینگ تاور مدارباز بصورت «مستقیم و تبخیری» می‌باشد. نحوه عملکرد برج خنک کننده مدارباز بدینگونه است که در شروع فرآیند، آب داغ بوسیله‌ی لوله کشی‌های ورودی به درون دستگاه راه پیدا میکند. سپس این سیالات داغ (توسط پمپ) به سمت بالای دستگاه و به مجرای سیستم توزیع آب هدایت میشوند. در ادامه باید 2 کار به صورت همزمان انجام گردد:
از یکسو آب گرم بوسیله نازلهای سیستم توزیع آب بر روی سطح پکینگ برج خنک کننده ریخته میشود و موجب تشکیل لایه ای نازک از آب می گردد. درسوی دیگر، فنهای دستگاه به مکش هوای خنک بیرونی واردسازی آن به درون دستگاه اقدام میکنند. هوای خنک وارد شده به دستگاه، در بالای سطح پکینگ مدیا به گردش درمی‌آید. بنابراین با لایه آب به صورت مستقیم ارتباط برقرار میکند و با ایجاد فرآیند تبخیر، باعث خنک شدن آب کولینگ تاور میشود.
طی فرآِیند تبخیر، بخشی از گرمای آبها گرفته میشود و تحت قالب بخار، از دستگاه خارج میشود. بنابراین سرعت عمل خنک کاری افزایش می‌یابد و راندمان عملکرد برج خنک کننده بسته بیشتر میشود. درادامه آب خنک شده به بخش تشتک زیرین دستگاه ریخته میشود. نهایتاَ آبهای موجود در تشتک نیز از طریق لوله‌های خروجی، مجدداَ وارد چرخه تولید و صنعت خواهد شد.